聚合物混凝土和一般混凝土

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高吸水聚合物對混凝土的影響

高吸水聚合物對混凝土的影響目前混凝土養(yǎng)護大片面采用外養(yǎng)護方式，主要包括傳統(tǒng)養(yǎng)護方式和化學(xué)養(yǎng)護方式.例如灑水、覆塑料薄膜、草簾灑水以及噴涂養(yǎng)護劑等，不僅消耗大量的人力、物力和財力，而且實際工程中外養(yǎng)護質(zhì)量難以操縱，影響混凝土的強度和耐久性.因此養(yǎng)護效果并不夢想.尤其對于目前應(yīng)用廣泛的高強高性能混凝土，與普遍混凝土相比，高強高性能混凝土的水膠比不斷降低，主要組分中包括礦物摻合料，后期需要足夠的水分促進混凝土的二次水化回響.但是通常采用的外養(yǎng)護方式，使外界水分很難進入混凝土的內(nèi)部從而促進水化回響，使混凝土產(chǎn)生自枯燥和自收縮現(xiàn)象，造成早期裂縫增多，加速了后期布局性能的劣化，嚴重影響混凝土布局的力學(xué)性能、耐久性能和安好性能［1］.為了適應(yīng)混凝土的養(yǎng)護需求，迫切需要研究一種高效綠色的養(yǎng)護方式，使混凝土內(nèi)部存在片面養(yǎng)護用水，從內(nèi)部產(chǎn)生養(yǎng)護作用，從而簡化或不需要外部養(yǎng)護條件.近年來提出的在混凝土內(nèi)部摻加具有吸放水特性的材料，使其在混凝土內(nèi)部自行調(diào)理濕度，形成內(nèi)部養(yǎng)護環(huán)境，對不具備外部養(yǎng)護條件的混凝土具有重要意義和實用價值.為此，本文將對高吸水聚合物對混凝土的力學(xué)性能、耐久性能和拌合工藝的影響舉行研究.1混凝土用高吸水聚合物高吸水聚合物是一種能夠根據(jù)環(huán)境濕度而自行吸收或釋放水分的材料，實測其在自然環(huán)境下的吸放水曲線如圖1、圖2所示.在混凝土拌合時，參與這種具有吸放水性能的材料，這些材料可以預(yù)先吸收水分或者吸收拌合物中的自由水，拌合時平勻地分散到混凝土中，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生蓄水作用.隨著膠凝材料的水化和混凝土自枯燥的舉行，混凝土內(nèi)部相對濕度降低，毛細孔產(chǎn)生負壓，這種毛細孔壓力差和濕度差便成為該材料的釋水動力，使該材料開頭釋放水分，補充混凝土內(nèi)部的水分消耗，調(diào)理混凝土內(nèi)部的濕度分布狀態(tài)，有效地緩解混凝土內(nèi)部自收縮和枯燥收縮，減小混凝土的開裂，進一步促進未水化水泥顆粒和礦物摻合料的二次水化，提高混凝土的強度、密實度和耐久性能［2］.國際材料與布局研究測驗聯(lián)合會（RILEM）將這種摻入高吸水聚合物的混凝土定義為內(nèi)養(yǎng)護混凝土［2］.利用高吸水聚合物作為養(yǎng)護介質(zhì)，該聚合物含有羧基、羥基等強親水性基團，具有確定交聯(lián)度的水溶脹作用，能夠吸收自身重量幾百倍甚至上千倍的水，形成高膨潤狀態(tài)的高含水凝膠，在環(huán)境pH值或離子濃度變大的處境下釋放出水分［3-4］.在混凝土中參與占膠凝材料不同摻量的高吸水聚合物，使其平勻分散于混凝土內(nèi)部，在混凝土內(nèi)部形成一個蓄水源，調(diào)理混凝土內(nèi)部濕度，合理優(yōu)化膠凝材料的水化，能夠鞏固混凝土的強度和耐久性［3-4］.2高吸水聚合物對混凝土根本力學(xué)性能的影響目前，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對高吸水聚合物舉行了大量的試驗，且取得了一些研究成果，但是由于試驗環(huán)境、混凝土配合比、拌合方式、高吸水聚合物摻量、粒徑、額外引水量、吸水性能等的不同，所得出的結(jié)論有所差異.關(guān)于高吸水聚合物對混凝土抗壓強度的影響，目前的研究得出的結(jié)論不盡一致，存在不同的研究結(jié)論.一種觀點認為［5-6］，相對于基準混凝土，高吸水聚合物的摻入沒有對混凝土產(chǎn)生不利影響，28d強度還有所提高.摻加高吸水聚合物后，使混凝土的水化程度有所增大，約增加16%左右，抗壓強度可增加19%，彈性模量也有所增大.但是，大量的研究結(jié)論說明［7-12］，當摻加的高吸水聚合物數(shù)量較大時，抗壓強度會降低50%以上，但抗壓強度不會隨著高吸水聚合物摻加的增加持續(xù)降低，當摻量達成0.6%以上時，抗壓強度損失程度不再增加.在干養(yǎng)條件下，高吸水聚合物混凝土的28d強度較基準混凝土有所降低，且隨著高吸水聚合物摻量的增加，抗壓強度呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，最優(yōu)摻量為6%.高吸水聚合物混凝土在枯燥養(yǎng)護條件比在標準養(yǎng)護條件下的抗壓強度提高7%，比干燥養(yǎng)護條件下不摻高吸水聚合物的混凝土抗壓強度提高2%，但比標準養(yǎng)護條件下抗壓強度降低8.5%［13］.另外，高吸水聚合物能夠提高混凝土的后期強度［14-15］，在適合高吸水聚合物摻量、額外引水量下，高吸水聚合物通過提高礦物摻合料二次水化的程度，優(yōu)化各齡期水化過程，使水泥石微布局更加密實，提高了混凝土的60d抗壓強度，提高幅度可達15%.3高吸水聚合物對混凝土耐久性能的影響混凝土耐久性是在外界環(huán)境或本身內(nèi)部抗爭物理、化學(xué)作用破壞的才能，自養(yǎng)護混凝土也存在耐久性問題，譬如抗氯離子性能、抗凍性能、抗?jié)B性能、抗碳化性能等.關(guān)于高吸水聚合物對混凝土耐久性的影響，國內(nèi)外已經(jīng)有了試驗研究和理論分析結(jié)果.關(guān)于高吸水聚合物對混凝土抗凍性能和抗?jié)B性能的影響，國內(nèi)外的研究都得出了一致的結(jié)論，高吸水聚合物能夠明顯提高混凝土的抗凍性能.與基準混凝土相比［15-17］，高吸水聚合物混凝土的抗?jié)B性提高了83.8%，摻入礦物細摻料的高吸水聚合物混凝土的抗?jié)B性提高了40%，高吸水聚合物含量為0.2%時具有較好的抗凍融才能.摻入高吸水聚合物的混凝土的質(zhì)量損失率在300次凍融循環(huán)后才開始下降，在各碳化齡期內(nèi)的碳化深度都小于空白混凝土，經(jīng)過250次凍融循環(huán)后，混凝土的抗壓強度僅損失4%~8%.經(jīng)過對高吸水聚合物混凝土舉行X射線微斷面成像技術(shù)分析和孔布局分析，察覺摻入高吸水聚合物后，砂漿的孔隙數(shù)量有所增加，孔隙以球形小孔為主，同時，高吸水聚合物釋水之后留下的微孔，使氣泡數(shù)量增多，氣泡間距降低［17-20］.對于高吸水聚合物對混凝土抗氯離子才能的影響，目前的研究結(jié)論說明［21-22］，高吸水聚合物能夠顯著提高混凝土的抗氯離子侵入才能，大大減小氯離子在混凝土中的分散速率.綜上所述，摻入確定量的高吸水聚合物后混凝土的耐久性能得到提高，這是由于在膠凝材料水化時，高吸水聚合物的加入可以釋放吸收的水分，提高了膠凝材料的水化程度，使混凝土更加的密實，所以提高了混凝土的抗凍性能、抗?jié)B性能以及抗氯離子性能.4高吸水聚合物混凝土的拌合工藝5高吸水聚合物對混凝土的影響機理一般認為，當在混凝土中摻入高吸水聚合物，高吸水聚合物的吸釋水特性能夠產(chǎn)生調(diào)理混凝土內(nèi)部濕度的作用，使混凝土的水膠比和水化程度產(chǎn)生確定的變化，而且，高吸水聚合物的粒徑與吸水倍率也影響混凝土內(nèi)部孔徑，從而影響混凝土的孔隙率和強度.1）混凝土硬化早期在混凝土硬化早期，混凝土內(nèi)部濕度較大，有足夠的水分使混凝土產(chǎn)生水化.此時，預(yù)吸水的高吸水聚合物不會釋放出水分，而且沒有達到水飽和的高吸水聚合物還有可能持續(xù)吸收膠凝材料中的水分.隨著混凝土的不斷水化，混凝土內(nèi)部的濕度開頭降低，高吸水聚合物會逐步釋放出水分，高吸水聚合物釋水后萎縮而產(chǎn)生確定的孔隙，使混凝土中的孔隙率增加，還有可能在混凝土中留下蜂窩狀孔洞，從而增加毛細孔和大孔的含量，其中包括片面有害孔或者多害孔，將對混凝土性能產(chǎn)生不利影響，降低混凝土的密實度.此階段，高吸水聚合物主要表現(xiàn)為對混凝土內(nèi)部孔隙率的影響.2）混凝土硬化后期高吸水聚合物平勻地參與到混凝土內(nèi)部，隨著混凝土膠凝材料水化的不斷舉行，內(nèi)部展現(xiàn)濕度差的時候，高吸水聚合物將釋放出水分，改善片面膠凝材料水化后混凝土內(nèi)部的濕度分布，并使混凝土內(nèi)部的膠凝材料持續(xù)舉行水化，促進膠凝材料的二次水化，混凝土內(nèi)水化產(chǎn)物增多，提高了膠凝材料的水化程度，從而提高了混凝土的強度.此階段，高吸水聚合物主要表現(xiàn)為對混凝土水化程度的影響，能夠調(diào)理膠凝材料在各個齡期的水化速率，緩解內(nèi)部自收縮、枯燥收縮以及早期開裂等問題.6結(jié)語1）關(guān)于高吸水聚合物對混凝土早期抗壓強度的影響規(guī)